РЕКОНСТРУКЦИЯ ПОЛЯ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ГЛУБОКОЙ ЧАСТИ ЮЖНОГО СЕГМЕНТА КУРИЛО-КАМЧАТСКОЙ И СЕВЕРНОГО СЕГМЕНТА ЯПОНСКОЙ ЗОНЫ СУБДУКЦИИ

Рассмотрены особенности поля тектонических напряжений внутри погружающейся в верхнюю мантию Тихоокеанской литосферной плиты в пределах южной части Курило-Камчатской и северной части Японской зоны субдукции на основе механизмов очагов землетрясений. Привлечены данные доступных каталогов механизмов очагов землетрясений с глубиной гипоцентра более 200 км временного периода 1966–2018 гг. по данным NIED, ИМГиГ ДВО РАН и GlobalCMT. Анализ данных проводился в системе координат, связанной с погружающейся плитой. Реконструкция поля тектонических напряжений выполнена методом катакластического анализа. Показано, что ось главного напряжения сжатия почти на всех участках сейсмофокальной зоны примерно совпадает с направлением погружения Тихоокеанской литосферной плиты под Охотоморскую с небольшим отклонением в сторону зоны перегиба, разделяющего указанные сегменты субдуцирующей плиты. Ось главного напряжения растяжения преимущественно перпендикулярна движению плиты, однако менее устойчива по направлению. В отдельных частях изучаемых регионов это обеспечивает напряженное состояние сжатия относительно плиты, в других приводит к состоянию сдвига. Район перегиба сейсмофокальных зон отмечается нестабильным положением оси растяжения и высокими значениями коэффициента Лоде – Надаи, характерными для условий одноосного сжатия; направление сжатия остается прежним – в сторону движения слэба. Еще две области в условиях одноосного сжатия расположены под территорией Японского моря на глубинах 400–500 км.

сейсмотектоника, Курило-Камчатский регион, Японская сейсмофокальная зона, зона субдукции, поле тектонических напряжений, глубокофокусное землетрясение

1. Astiz L., Lay T., Kanamori H., 1988. Large Intermediate-Depth Earthquakes and the Subduction Process. Physics of the Earth and Planetary Interiors 53 (1–2), 80–166. https://doi.org/10.1016/0031-9201(88)90138-0.

2. Аверьянова В.Н. Глубинная сейсмотектоника островных дуг: северо-запад Тихого океана. М.: Наука, 1975. 219 с.

3. Балакина Л.М. Курило-Камчатская сейсмогенная зона – строение и порядок генерации землетрясений // Физика Земли. 1995. № 12. С. 48–57.

4. Barnes G.L., 2003. Origins of the Japanese Islands: The New «Big Picture». Nichibunken Japan Review 15, 3–50. https://www.jstor.org/stable/25791268.

5. Bird P., 2003. An Updated Digital Model of Plate Boundaries. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 4 (3). https://doi.org/10.1029/2001GC000252.

6. Christova C.V., 2015. Spatial Distribution of the Contemporary Stress Field in the Kurile Wadati-Benioff Zone by Inversion of Earthquake Focal Mechanisms. Journal of Geodynamics 83, 1–17. https://doi.org/10.1016/j.jog.2014.11.001.

7. Christova C., Hirata N., Kato A., 2006. Contemporary Stress Field in the Wadati-Benioff Zone at the Japan-Kurile Arc-Arc Junction (North Honshu, the Hokkaido Corner and Hokkaido Island) by Inversion of Earthquake Focal Mechanisms. Bulletin of the Earthquake Research Institute 81, 1–18.

8. Christova C., Tsapanos T., 2000. Depth Distribution of Stresses in the Hokkaido Wadati-Benioff Zone as Deduced by Inversion of Earthquake Focal Mechanisms. Journal of Geodynamics 30 (5), 557–573. https://doi.org/10.1016/S0264-3707(00)00009-0.

9. DeMets C., Gordon R.G., Argus D.F., 2010. Geologically Current Plate Motion. Geophysical Journal International 181 (1), 1–80. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04491.x.

10. Dziewonski A.M., Chou T-A., Woodhouse J.H., 1981. Determination of Earthquake Source Parameters from Waveform Data for Studies of Global and Regional Seismicity. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 86 (В4), 2825. https://doi.org/10.1029/JB086iB04p02825.

11. Ekström G., Nettles M., Dziewonski A.M., 2012. The Global CMT Project 2004–2010: Centroid-Moment Tensors for 13.017 Earthquakes. Physics of the Earth and Planetary Interiors 200–201, 1–9. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2012.04.002.

12. Fujita K., Kanamori H., 1981. Double Seismic Zones and Stresses of Intermediate Depth Earthquakes. Geophysical Journal International 66 (1), 131-156. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1981.tb05950.x.

13. Ghimire S., Kasahara M., 2009. Spatial Variation in Seismotectonics and Stress Conditions across the Kurile and Japan Trenches Inferred from the Analysis of Focal Mechanism Data in Hokkaido, Northern Japan. Journal of Geodynamics 47 (2–3), 153–166. https://doi.org/10.1016/j.jog.2008.07.007.

14. Glennon M.A., Chen W.-P., 1993. Systematics of Deep‐Focus Earthquakes along the Kuril‐Kamchatka Arc and Their Implications on Mantle Dynamics. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 98 (B1), 735–769. https://doi.org/10.1029/92JB01742.

15. Hayes G.P., 2018. Slab2 – A Comprehensive Subduction Zone Geometry Model: U.S. Geological Survey data release. https://doi.org/10.5066/F7PV6JNV.

16. Hayes G.P., Wald D.J., Johnson R.L., 2012. Slab1.0: A Three‐Dimensional Model of Global Subduction Zone Geometries. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 117 (B1). https://doi.org/10.1029/2011JB008524.

17. Horiuchi S., Koyama J., Izutani Y., Onodera I., Hirasawa T., 1975. Earthquake Generating Stress in the Kurile-Kamchatka Seismic Region Derived from Superposition of P-Wave Initial Motions. The Science Reports of the Tohoku University. Ser. 5. Tohoku Geophysical Journal 23 (2), 67–81.

18. Huang J., Zhao D., 2006. High‐Resolution Mantle Tomography of China and Surrounding Regions. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 111 (B9). https://doi.org/10.1029/2005JB004066.

19. Igarashi T., Matsuzawa T., Umino N., Hasegawa A., 2001. Spatial Distribution of Focal Mechanisms for Interplate and Intraplate Earthquakes Associated with the Subducting Pacific Plate beneath the Northeastern Japan Arc: A Triple‐Planed Deep Seismic Zone. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 106 (B2), 2177–2191. https://doi.org/10.1029/2000JB900386.

20. Isacks B.L., Oliver J., Sykes L.R., 1968. Seismology and the New Global Tectonics. Journal of Geophysical Research, 73, 5855–5899. https://doi.org/10.1029/JB073i018p05855.

21. Katsumata K., Wada N., Kasahara M., 2003. Newly Imaged Shape of the Deep Seismic Zone within the Subducting Pacific Plate beneath the Hokkaido Corner, Japan‐Kurile Arc‐Arc Junction. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 108 (B12). https://doi.org/10.1029/2002JB002175.

22. Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.: Книжный дом «Университет», 2005. 500 c.

23. Kogan M.G., Vasilenko N.F., Frolov D.I., Freymueller J.T., Steblov G.M., Levin B.W., Prytkov A.S., 2011. The Mechanism of Postseismic Deformation Triggered by the 2006–2007 Great Kuril Earthquakes. Geophysical Research Letters 38 (6). https://doi.org/10.1029/2011GL046855.

24. Kubo A., Fukuyama E., Kawa H., Nonomura K., 2002. NIED Seismic Moment Tensor Catalogue for Regional Earthquakes around Japan: Quality Test and Application. Tectonophysics 356 (1), 23–48. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(02)00375-X.

25. Lallemand S., 2016. Philippine Sea Plate Inception, Evolution, and Consumption with Special Emphasis on the Early Stages of Izu-Bonin-Mariana Subduction. Progress in Earth and Planetary Science 3 (15). https://doi.org/10.1186/s40645-016-0085-6.

26. Lay T., Ammon C.J., Kanamori H., Kim M.J., Xue L., 2011. Outer Trench-Slope Faulting and the 2011 Mw 9.0 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake. Earth, Planets and Space 63 (37), 713–718. https://doi.org/10.5047/eps.2011.05.006.

27. Полец А.Ю. Напряженно-деформированное состояние зоны глубокофокусных землетрясений региона Японского моря // Геосистемы переходных зон. 2018. Т. 2. № 4. С. 302–311. http://dx.doi.org/10.30730/2541-8912.2018.2.4.302-311.

28. Polets A.Yu., Zlobin T.K., 2014. Estimation of the Stress State of the Earth’s Crust and the Upper Mantle in the Area of the Southern Kuril Islands. Russian Journal of Pacific Geology 8 (2), 126–137. https://doi.org/10.1134/S1819714014020067.

29. Поплавская Л.Н., Рудик М.И., Нагорных Т.В., Сафонов Д.А. Каталог механизмов очагов сильных (М≥6.0) землетрясений Курило-Охотского региона 1964–2009 гг. Владивосток: Дальнаука, 2011. 131 с.

30. Ребецкий Ю.Л. Методы реконструкции тектонических напряжений и сейсмотектонических деформаций на основе современной теории пластичности // Доклады Академии наук. 1999. Т. 365. № 3. С. 392–395.

31. Ребецкий Ю.Л. Развитие метода катакластического анализа сколов для оценки величин тектонических напряжений // Доклады Академии наук. 2003. Т. 388. № 2. С. 237–241.

32. Ребецкий Ю.Л., Полец А.Ю. Напряженное состояние литосферы Японии перед катастрофическим землетрясением Тохоку 11.03.2011 // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. 5 № 2. C. 469–506. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-2-0137.

33. Родкин М.В., Рундквист Д.В. Геофлюидогеодинамика. Приложение к сейсмологии, тектонике, процессам рудо- и нефтегенеза. Долгопрудный: Интеллект, 2017. 288 с.

34. Сафонов Д.А. Пространственное распределение тектонических напряжений в южной глубокой части Курило-Камчатской зоны субдукции // Геосистемы переходных зон. 2019. Т. 3. № 2. С. 175–188. http://dx.doi.org/10.30730/2541-8912.2019.3.2.175-188.

35. Safonov D.A., Konovalov A.V., Zlobin T.K., 2015. The Urup Earthquake Sequence of 2012–2013. Journal of Volcanology and Seismology 9, 402–411. https://doi.org/10.1134/S074204631506007X.

36. Сафонов Д.А., Нагорных Т.В., Коваленко Н.С. Сейсмичность региона Приамурье и Приморье. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН. 2019. 104 с. http://dx.doi.org/10.30730/978-5-6040621-0-4.2019-1.

37. Terakawa T., Matsu’ura M., 2010. The 3‐D Tectonic Stress Fields in and around Japan Inverted from Centroid Moment Tensor Data of Seismic Events. Tectonics 29 (6). https://doi.org/10.1029/2009TC002626.

38. Wada I., He J., Hasegawa A., Nakajima J., 2015. Mantle Wedge Flow Pattern and Thermal Structure in Northeast Japan: Effects of Oblique Subduction and 3-D Slab Geometry. Earth and Planetary Science Letters 426, 76–88. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.06.021.

39. Zhang H., Thurber C.H., Shelly D., Ide S., Beroza G.C., Hasegawa A., 2004. High-Resolution Subducting-Slab Structure beneath Northern Honshu, Japan, Revealed by Double-Difference Tomography. Geology 32 (4), 361–364. https://doi.org/10.1130/G20261.2.

40. Zlobin T.K., Safonov D.A., Polets A.Y., 2011. Distribution of Earthquakes by the Types of the Source Motions in the Kuril-Okhotsk Region. Doklady Earth Sciences 440, 1410. https://doi.org/10.1134/S1028334X11100096.